遙感知識系統(tǒng)歸納

1、第一章、緒論遙感（Remote Sensing)：從遠(yuǎn)處探測、感知物體或事物的技術(shù)。即不直接接觸物體本身，從遠(yuǎn)處通過各種傳感器探測和接收來自目標(biāo)物體的信息，經(jīng)過信息的傳輸及其處理分析，來識別物體的屬性及其分布等特征的綜合技術(shù)。遙感的系統(tǒng)組成：被測目標(biāo)的信息特征、信息的獲取、信息的傳輸與記錄、信息的處理和信息的應(yīng)用五大部分。遙感按傳感器的探測波段分類：紫外遙感、可見光遙感、紅外遙感、微波遙感、多波段遙感。遙感的特點(diǎn)：宏觀性、綜合性。 覆蓋范圍大、信息豐富。多波段性。波段的延長使對地球的觀測走向了全天候。多時(shí)相性。重復(fù)探測，有利于進(jìn)行動態(tài)分析。第二章、電磁輻射與地物光譜特征瑞利散射：當(dāng)微粒的直徑比

2、輻射波長小得多時(shí)，此時(shí)的散射稱為瑞利散射。粒子直徑小于波長.（N/CO2/O3/O）對可見光明顯，波長越長散射越弱.影像中靄、霧產(chǎn)生的主要原因.米氏散射：當(dāng)微粒的直徑與輻射波長差不多時(shí)的大氣散射。粒子直徑與波長相當(dāng).（煙/塵埃/小水滴）方向性明顯.潮濕天氣影響大.無選擇性散射：當(dāng)微粒的直徑比輻射波長大得多時(shí)所發(fā)生的散射。符合無選擇性散射條件的波段中，任何波段的散射強(qiáng)度相同。 粒子直徑比波長大得多.（水滴）散射強(qiáng)度與波長無關(guān).大氣窗口概念：由于大氣層的反射、散射和吸收作用，使得太陽輻射的各波段受到衰減的作用輕重不同，因而各波段的透射率也各不相同。我們就把受到大氣衰減作用較輕、透射率較高的波段叫大

3、氣窗口。物體的反射：鏡面、漫、實(shí)際物體反射。地物反射波譜曲線：根據(jù)地物反射率與波長之間的關(guān)系而繪成的曲線。地物電磁波波譜特征的差異是遙感識別地物性質(zhì)的基本原理。第三章、遙感成像原理與遙感圖像特征低軌：近極地太陽同步軌道，簡稱極地軌道。高軌：地球同步軌道。中心投影的透視規(guī)律：1、點(diǎn)的像仍然是點(diǎn)。2.、與像面平行的直線的像還是直線；如果直線垂直于地面，有兩種情況： 第一；當(dāng)直線與像片垂直并通過投影中 心時(shí)，該直線在像片上的像為一個(gè)點(diǎn)； 第二；直線的延長線不通過投影中心，這時(shí)直線的投影仍為直線，但該垂直線狀目標(biāo)的長度和變形情況則取決于目標(biāo)在像片中的位置。3、平面上的曲線，在中心投影的像片上一般仍為曲

4、線。像片的比例尺：即像片上兩點(diǎn)之間的距離與地面上相應(yīng)兩點(diǎn)實(shí)際距離之比。像點(diǎn)位移：在中心投影的像片上，地形的起伏除引起像片比例尺變化外，還會引起平面上的點(diǎn)位在像片位置上的移動，這種現(xiàn)象稱為像點(diǎn)位移。微波遙感的特點(diǎn)：1、能全天候、全天時(shí)工作；2、對某些地物具有特殊的波譜特征；3、對冰、雪、森林、土壤等具有一定穿透力；4、對海洋遙感具有特殊意義；5、分辨率較低，但特性明顯。圖像的空間分辨率指像素所代表的地面范圍的大小，即掃描儀的瞬時(shí)視場，或地面物體能分辨的最小單元。波譜分辨率是指傳感器在接受目標(biāo)輻射的波譜時(shí)能分辨的最小波長間隔。間隔愈小，分辨率愈高。輻射分辨率是指傳感器接受波譜信號時(shí)，能分辨的最小輻

5、射度差。在遙感圖像上表現(xiàn)為每一像元的輻射量化級。時(shí)間分辨率指對同一地點(diǎn)進(jìn)行采樣的時(shí)間間隔，即采樣的時(shí)間頻率，也稱重訪周期。第四章：遙感圖像處理輻射畸變： 地物目標(biāo)的光譜反射率的差異在實(shí)際測量時(shí)，受到傳感器本身、大氣輻射等其他因素的影響而發(fā)生改變。這種改變稱為輻射畸變。程輻射度：相當(dāng)部分的散射光向上通過大氣直接進(jìn)入傳感器，這部分輻射稱為程輻射度。大氣影響的粗略校正通過簡單的方法去掉程輻射度（散射光直接進(jìn)入傳感器的那部分），從而改善圖像質(zhì)量。直方圖最小值去除法回歸分析法:校正的方法是將波段b中每個(gè)像元的亮度值減去a，來改善圖像，去掉程輻射。幾何畸變：遙感圖像的幾何位置上發(fā)生變化，產(chǎn)生諸如行列不均勻

6、，像元大小與地面大小對應(yīng)不準(zhǔn)確，地物形狀不規(guī)則變化等變形。遙感影像變形的原因（簡 填）1.遙感平臺飛行的姿態(tài) 2.地球曲率 3.地形起伏 4.地球旋轉(zhuǎn) 5.大氣折射6.傳感器自身性能所引起的幾何位置偏差。幾何畸變校正具體步驟 1）計(jì)算校正后每一點(diǎn)所對應(yīng)原圖中的位置；2）計(jì)算每一點(diǎn)的亮度值。求出原圖所對應(yīng)點(diǎn)的亮度：最近鄰法、雙線性內(nèi)插法、三次卷積內(nèi)插法。數(shù)字圖像增強(qiáng)方法對比度變換直方圖與圖像的質(zhì)量概念：是一種通過改變圖像像元的亮度值來改變圖像像元對比度，從而改善圖像質(zhì)量的圖像處理方法。 將圖像中過于集中的像元分布區(qū)域（亮度值分布范圍）拉開擴(kuò)展，擴(kuò)大圖像反差的對比度，增強(qiáng)圖像表現(xiàn)的層次性。又叫輻射

7、增強(qiáng)。方法：線性變換和非線性變換。1、線性變換：在改善圖像對比度時(shí)，如果采用線性或分段線性的函數(shù)關(guān)系，么這種變換就是線性變換。調(diào)整線性參數(shù)，改變變換效果分段式線性變換2、非線性變換：變換函數(shù)為非線性函數(shù)時(shí)，即為非線性變換。圖像卷積運(yùn)算：在圖像的左上角開一個(gè)與模板同樣大小的活動窗口，圖像窗口與模板像元的亮度值相乘再相加，得到新像元的灰度值。圖像運(yùn)算：兩幅或多幅單波段影像，完成空間配準(zhǔn)后，通過一系列運(yùn)算，可以實(shí)現(xiàn)圖像增強(qiáng)，達(dá)到提取某些信息或去掉某些不必要信息的目的。多種信息源的復(fù)合:是將多種遙感平臺，多時(shí)相遙感數(shù)據(jù)之間以及遙感數(shù)據(jù)與非遙感數(shù)據(jù)之間的信息組合匹配的技術(shù)。第五章、遙感圖像目視解譯與制圖

8、目視解譯：又稱目視判讀，或目視判譯，指專業(yè)人員通過直接觀察或借助輔助判讀儀器在遙感圖像上獲取特定目標(biāo)地物信息的過程。目標(biāo)地物的特征：色調(diào)、顏色、陰影、形狀、紋理、大小、圖形、空間位置、相關(guān)布局。遙感攝影像片解譯標(biāo)志又稱判讀標(biāo)志，指能夠反映和表現(xiàn)目標(biāo)地物信息的遙感影像各種特征，這些特征能夠幫助判讀者識別遙感圖像上目標(biāo)地物或現(xiàn)象。分為直接判讀標(biāo)志和間接判讀標(biāo)志。遙感圖像目視解譯步驟1、目視解譯準(zhǔn)備工作階段明確任務(wù)與要求；收集與分析有關(guān)資料；選擇合適波段與恰當(dāng)時(shí)相的遙感影像。2、初步解譯與判讀區(qū)的野外考察掌握解譯區(qū)域特點(diǎn)，確立典型解譯樣區(qū)，建立目視解譯標(biāo)志。野外考察：制定判讀的分類系統(tǒng)，建立解譯標(biāo)志

9、。3、室內(nèi)詳細(xì)判讀統(tǒng)籌規(guī)劃、分區(qū)判讀由表及里、循序漸進(jìn)去偽存真、靜心解譯4、野外驗(yàn)證與補(bǔ)判 野外驗(yàn)證：檢驗(yàn)解譯圖斑的內(nèi)容是否正確. 疑難問題的補(bǔ)判：對室內(nèi)判讀中遺留的疑難問題的再次解譯。5、目視解譯成果的轉(zhuǎn)繪與制圖手工轉(zhuǎn)繪成圖；轉(zhuǎn)繪儀進(jìn)行轉(zhuǎn)繪成圖。遙感影像地圖：遙感影像地圖是一種以遙感影像和一定的地圖符號來表現(xiàn)制圖對象地理空間分布和環(huán)境狀況的地圖。遙感影像地圖的特點(diǎn)：1）豐富的信息量 2）直觀形象性 3）具有一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ) 4）現(xiàn)勢性強(qiáng)計(jì)算機(jī)輔助遙感制圖的基本過程和方法1、遙感影像信息選取與數(shù)字化2、地理基礎(chǔ)底圖的選取與數(shù)字化3、遙感影像幾何糾正與圖像處理4、遙感影像鑲嵌與地理基礎(chǔ)底圖拼接5、

10、地理基礎(chǔ)底圖與遙感影像復(fù)合6、符號注記圖層生成7、影像地圖圖面配置8、遙感影像地圖制作與印刷第六章、遙感數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)解譯正像素：一個(gè)像素內(nèi)只包含一種地物。混合像素：像素內(nèi)包括兩種或兩種以上地物。遙感圖像的計(jì)算機(jī)分類方法包括監(jiān)督分類和非監(jiān)督分類。遙感數(shù)字圖像計(jì)算機(jī)分類基本過程1、根據(jù)圖像分類目的選取特定區(qū)域的遙感數(shù)字圖像，需考慮圖像的空間分辨率、光譜分辨率、成像時(shí)間、圖像質(zhì)量等。2、根據(jù)研究區(qū)域，收集與分析地面參考信息與有關(guān)數(shù)據(jù)。3、根據(jù)分類要求和圖像數(shù)據(jù)的特征，選擇合適的圖像分類方法和算法。制定分類系統(tǒng)，確定分類類別。4、找出代表這些類別的統(tǒng)計(jì)特征。5、選擇訓(xùn)練區(qū)。在非監(jiān)督分類中，可用聚類等

11、方法對特征相似的像素進(jìn)行歸類，測定其特征。6、對遙感圖像中各像素進(jìn)行分類。7、分類精度檢查。 抽樣法和誤差矩陣法8、對判別分析的結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)。圖像分類中的有關(guān)問題（簡 論）1、未充分利用遙感圖像提供的多種信息2、提高遙感圖像分類精度受到限制 1）大氣狀況的影響：吸收、散射。 2）下墊面的影響：下墊面的覆蓋類型和起伏狀態(tài)對分類具有一定的影響。 3）其他因素的影響：云朵覆蓋；不同時(shí)相的光照條件不同，同一地物的電磁輻射能量不同；地物邊界的多樣性。 遙感圖像解譯專家系統(tǒng)：把某一特定領(lǐng)域的專家知識與經(jīng)驗(yàn)形式化后輸入到計(jì)算機(jī)中，由計(jì)算機(jī)模仿專家思考問題與解決問題，是代替專家解決專業(yè)問題的技術(shù)系統(tǒng)。 遙

12、感圖像解譯專家系統(tǒng)的三大部分：圖像處理與特征提取子系統(tǒng)、遙感圖像解譯知識獲取系統(tǒng)、狹義的遙感圖像解譯專家系統(tǒng)計(jì)算機(jī)解譯的主要技術(shù)發(fā)展趨勢（簡 論）1、抽取遙感圖像多種特征對高分辨率衛(wèi)星圖像的自動解譯來說，一般分別對目標(biāo)地物采用低、中、高三個(gè)層次進(jìn)行特征抽取和表達(dá)。2、逐步完成GIS各種專題數(shù)據(jù)庫的建設(shè)，利用GIS數(shù)據(jù)減少自動解譯中的不確定性 GIS數(shù)據(jù)庫在計(jì)算機(jī)自動解譯中發(fā)揮以下重要作用：（1）對遙感圖像進(jìn)行輻射校正，消除或降低地形差異的影響；（2）作為解譯的直接證據(jù)，增加遙感圖像的信息量；（3）作為解譯的輔助證據(jù)，減少自動解譯中的不確定性；（4）作為解譯結(jié)果的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)，降低誤判率。3、建立適

13、用于遙感圖像自動解譯的專家系統(tǒng)，提高自動解譯的靈活性 需要從以下兩方面開展工作：（1）建立解譯知識庫和背景知識庫。 （2）根據(jù)遙感圖像解譯的特點(diǎn)來構(gòu)造專家系統(tǒng)。4、模式識別與專家系統(tǒng)相結(jié)合 既可以發(fā)揮圖像解譯專家知識的指導(dǎo)作用，在一定程度上為模式識別提供經(jīng)驗(yàn)性的知識，又可以利用數(shù)字遙感圖像本身提供的特征，有助于提高計(jì)算機(jī)解譯的靈活性。5、計(jì)算機(jī)解譯新方法的應(yīng)用（1）人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在遙感圖像識別中的應(yīng)用。（2）小波分析在遙感圖像識別中的應(yīng)用。（3）分形技術(shù)在遙感圖像識別中的應(yīng)用。（4）模糊分類方法遙感圖像識別中的應(yīng)用。第八章、遙感、地理信息系統(tǒng)與全球定位系統(tǒng)綜合應(yīng)用地理信息系統(tǒng)的功能地理信息采集功

14、能 地理數(shù)據(jù)管理功能 空間分析與屬性分析功能 地理信息的可視化功能 全球定位系統(tǒng)在3S技術(shù)中的作用精確的定位能力準(zhǔn)確定時(shí)與測速能力遙感技術(shù)及其在3S技術(shù)中的作用GIS的數(shù)據(jù)源利用遙感數(shù)據(jù)影象獲取地面高程,更新GIS高程數(shù)據(jù)3S技術(shù)在車輛導(dǎo)航與車輛監(jiān)控系統(tǒng)中的綜合應(yīng)用1.技術(shù)系統(tǒng)及其功能2.GPS在車輛導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用：對行駛中的車輛進(jìn)行定位；車輛導(dǎo)航。3.GIS在車輛導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用 進(jìn)行多種查詢 完成簡單的計(jì)算 支持電子地圖的無級縮放、分層顯示和管理 提供輔助決策4.RS在車輛導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)中的應(yīng)用 利用高分辨率遙感影象圖作為電子地圖 利用高分辨率遙感影象圖更新城市矢量道路圖5.3S在車輛導(dǎo)航與監(jiān)控系統(tǒng)中的綜合應(yīng)用3S海洋漁業(yè)資源開發(fā)中的綜合應(yīng)用1.應(yīng)用現(xiàn)狀2.RS海洋漁業(yè)資源開發(fā)中的應(yīng)用3.GIS海洋漁業(yè)資源開發(fā)中的應(yīng)用4.GPS海洋漁業(yè)資源開發(fā)中的應(yīng)用5.3S海洋漁業(yè)資源開發(fā)中的綜合應(yīng)用3S技術(shù)在精細(xì)農(nóng)業(yè)中的綜合應(yīng)用1